Equilibrio acido-base

Sangue arterioso pH = 7.4Sangue venoso pH = 7.35Range nornale: 7,38-7,42pH inferiori = acidosi pH superiori = alcalosipH intracellulare = 6 - 7.4pH urina 4.5 - 8

Sangue0,00004 mEq/L = 40 nEq/LpH= Log 1/40 nEqpH = - Log 0,000000040 Eq/L = 7,4

StomacopH = - Log 0,16 Eq/L= 0,8

pH = Log 1/[H+] = - Log [H+]

Produzione H+ nell’ organismo 40 - 80 mmol/dì1) CO2

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 -

Non costituisce guadagno di H+ perché CO2 è volatile

2)Acidi fissi (0.2%):• Acido solforico (metabolismo proteico: metionina,cisteina, cistina)• Acido fosforico (metabolismo fosfolipidi)• Acido cloridrico (conversione cloruro di ammonio in urea)• Acido lattico• Corpi chetonici (acido acetoacetico, β-idrossibutirrico, acetone)

Consumo H+

Reazioni metaboliche• Ossidazione anioni (citrato, lattato, acetato)

Bilancio adulto in dieta mista + 1 mEq/Kg/dì di H+

Sistemi di regolazione del pH

1. Sistemi tampone nei liquidi corporei (si combinano istantaneamente con acidi e basi per impedire variazioni consistenti del pH) risposta immediata

2. Centro respiratorio (regola in pochi minuti la ventilazione e quindi l’eliminazione di CO2 ) risposta rapida

3. Rene (elimina dal corpo gli acidi o le basi in eccesso) risposta lenta (24-48 h)

Il tratto digerente rappresenta il terzo eliminatore di acidi o basi, ma solamente in caso di malfunzionamento: le grandi quantità di acidi (stomaco) e di basi (pancreas) che vengono secreti nel lume ogni giorno vengono in condizioni normali completamente riassorbiteL'eliminazione intestinale di acidi o basi va vista quindi come una perdita patologica non regolata.

Sistemi tampone

• Sono acidi deboli, caratterizzati dalla reazione

Equazione di Henderson-Hasselbalch

Se per qualche motivo la concentrazione degli H+

dovesse aumentare in questo sisema, allora deve aumentare al contempo la concentrazione dell’acido indissociato, perché sia rispettata la condizione di equilibrio prevista dalla legge di azione delle masse.

L’acido debole si riassocia ed è come se parte degli H+

fosse stata sottratta alla soluzione PROPRIETA’ TAMPONE

Sistema tampone del Bicarbonato

E’ formato dalla coppia tampone HCO3- /H2CO3

Quando viene aggiunto un acido forte come HCl, l’H+ liberato vienetamponato da HCO3

- con formazione di H2CO3 secondo la reazione:

Il sistema tampone non sembra essere particolarmente efficiente perché pK = 6.1 (pH sangue 7.4). La parte del tampone sotto forma di HCO3

- è 20 volte > di quella sotto forma di CO2 . Inoltre le concentrazioni di HCO3

- e CO2 sono basse.

Il sistema tampone bicarbonato è il sistema tampone extracellulare più potente dell’organismo, perché è un sistema aperto, cioè un sistema nel quale i componenti possono essere regolati: CO2 dalla respirazione e HCO3- dal rene

concentrazione totale delle basi tampone nel sangue

circa 48 mmol/l

Equilibrio acido-base

Ventilazione

Per mantenere l’equilibrio acido-base i reni devono:• Eliminare con le urine ioni H+ in quantità equivalente a quella prodotta.• Impedire la perdita con le urine diHCO3

– riassorbendolo quasi totalmente(carico filtrato: VFG x [HCO3

-]p = 180 l/die x 24 mmol/l = 4320 mmol/die).

In un giorno il rene deve eliminare ~70 mmol di H+ che se rimanessero liberi nei 1.5 l di urina prodotti determinerebbero una [H+] nelle urine di 0.07 mol/1.5 l = 0.047 M pH≅ 1.3.Poiché il minimo pH che si può avere nell’urina è ≅4-4.5, la [H+ ]u deve essere 3 volte inferiore.Il rene abbassa la [H+]u tamponando H+ con tamponi presenti nel filtrato (HCO3- , HPO4- ), o prodotti nel rene (NH3/NH4+ )

Gli ioni H+ sono secreti a livello tubulare (4400 mmol/die).Gran parte degli H+ secreti (4320 mmol/die) vengono utilizzati per il riassorbimento di HCO3 -

La parte rimanente (∼ 80 mmol/die) è escreta con le urine, in gran parte associata a tamponi urinari (fosfato ed ammoniaca) ed in piccola parte in forma libera.

NHE: antiporto apicale Na+/H+

Simporto Na+/HCO3- basolaterale

Antiporto Na+/NH4+

Nefrone distaleCellule intercalate A e B: stesse cellule a POLARITA’ INVERTITAElevata concentrazione di anidrasi carbonicaNon c’è NHE Na+/H+ ma ATPasi H+ e antiporto ATPasi H+/K+

I disturbi dell’equilibrio acido/base si accompagnano a alterazioni della concentrazione di potassio

ACIDOSI IPERKALIEMIAALCALOSI IPOKALIEMIA

I compensi sono:Respiratori (solo nelle alterazioni metaboliche):- acidosi �iperventilazione- alcalosi �ipoventilazioneRenali (nelle alterazioni respiratorie e metaboliche):- Acidosi �aggiunta netta HCO3

- al sangue + maggiore escrezione NH4+ ed acidi titolabili

nelle urine- Alcalosi �aumentata escrezione HCO3

- + mancata escrezione NH4+ ed acidi titolabili

nelle urine.